Un bicchiere da bere crea un suono quando si strofina il dito sul bordo o lo colpisce con un oggetto. Questo suono viene creato quando le vibrazioni del vetro influenzano l'aria all'interno del vetro. Ogni vetro vibra ad un passo caratteristico chiamato frequenza di risonanza. Questa frequenza è diversa in base alle proprietà del vetro e al fatto che ci sia o meno del liquido all'interno.

Le vibrazioni del vetro

Quando un vetro fa rumore, i bordi del vetro si muovono molto velocemente. Due lati opposti del vetro si espandono e si contraggono allo stesso tempo. I lati a 90 gradi di distanza da quei lati si espandono e si contraggono di fronte agli altri due lati. Queste rapide vibrazioni nel vetro fanno sì che l'aria all'interno del vetro si comprima e si espanda in onde. Queste onde di pressione dell'aria sono quelle che conosciamo come suoni.

Frequenza di risonanza

La tonalità, o frequenza, del suono che squilla cambia a seconda delle caratteristiche fisiche del vetro. La frequenza viene misurata in cicli al secondo o in hertz. La frequenza alla quale un oggetto vibra è chiamata frequenza di risonanza. Il vetro più spesso non risuonerà facilmente come un vetro sottile. Inoltre, se c'è del liquido in un bicchiere, questo abbasserà la frequenza di risonanza del vetro. Questo è l'opposto di quello che succede quando soffi sopra una bottiglia di vetro. Questi sono due modi diversi di creare onde sonore.

Sfregamento vs. Toccando

Sia che si strofini il dito sul bordo di un bicchiere o lo si tocchi con qualcosa, si avranno effetti leggermente diversi sul suono prodotto. La frequenza sarà la stessa indipendentemente dal metodo, ma la durata del suono sarà diversa. Se si strofina il dito sul bordo di un bicchiere, il vetro si alterna alternativamente e si attacca al dito. Questo produce vibrazioni alla frequenza di risonanza, e il vetro produrrà suono per la durata dello sfregamento più un breve tempo di decadimento successivo. Se tocchi il vetro, suonerà e immediatamente il suono inizierà a decadere.

Smorzamento

Un bicchiere non risuonerà molto forte o per molto tempo da solo perché le sue vibrazioni sono soppresso o smorzato. Non tutto il vetro sta vibrando quando lo sfreghi o lo colpisci. Le molecole di vetro che non vibrano contribuiranno a smorzare le vibrazioni del cerchio. Se le vibrazioni non fossero smorzate, la produzione continua di vibrazioni sempre più forti alla frequenza di risonanza potrebbe rompere il vetro.

Quando gli occhiali si rompono dal suono?

L'immagine di un potente cantante d'opera che si spezza un bicchiere con la sua voce è basato sulla scienza della risonanza. Se un vetro viene esposto a onde sonore alla sua frequenza di risonanza, vibrerà in sincrono con quelle onde. La potenza delle onde sonore provenienti da un altoparlante esterno può essere alzata per sopraffare il naturale smorzamento del vetro. Quando ciò accade, il vetro non sarà in grado di sostenere lo stress delle vibrazioni e si romperà.